Ультразвук

Ультразвук – механические колебания упругой среды, имеющие одинаковую со звуком физическую природу, но отличающие более высокой частотой, превышающей принятую верхнюю границу слышимости (свыше 20 кГц).

Благодаря многим полезным и уникальным свойствам ультразвук получил широкое применение на производстве, в медицине, в других отраслях деятельности.

Область частот ультразвука можно подразделить на три подобласти:

Ø ультразвук низких частот (1, 5× 10⁴ -10⁵ Гц) – УНЧ,

Ø ультразвук средних частот (10⁵ - 10⁷ Гц) – УСЧ

Ø ультразвук высоких частот (10⁷-10⁹ Гц) – УЗВЧ.

Каждая из этих подобластей характеризуется своими специфическими особенностями генерации, приёма, распространения и применения.

При распространении в различных средах ультразвуковые волны поглощаются, причем тем больше, чем выше их частота. Поглощение ультразвука сопровождается нагреванием среды.

Особые свойства ультразвука:

š возможность распространения ультразвуковых колебаний направленными пучками (ультразвуковые лучи);

š возможность создать на небольшой площади очень большое ультразвуковое давление. Это свойство ультразвука обусловило его широкое применение для очистки деталей, механической обработки твердых материалов, жидких расплавов, сварки, пайки, ускорения химических реакций, дефектоскопии, проверки размеров выпускаемых изделий, структурного анализа веществ, гидролокации, а также в установках и системах очистки газов и др.;

š имеет разную скорость распространения в различных средах. Низкочастотный ультразвук довольно хорошо распространяется в воздухе, а высокочастотный – практически не распространяется. В упругих средах (вода, металл и др.) ультразвук мало поглощается и способен распространятся на большие расстояния, практически не теряя энергии.

Ультразвук, также как и звук, характеризуется:

– ультразвуковым давлением, дБ;

– интенсивностью, Вт/см²;

– частотой колебаний, Гц.

Ультразвук в промышленности подразделяется:

š на низкочастотный (от 1, 12·10⁴ до 1, 0·10⁵ Гц);

š на высокочастотный (от 1, 0·10⁵ до 1, 0·10⁹ Гц).

Промышленные ультразвуковые установки работают в основном с частотами от (18-30) кГц при интенсивности (60-70) кВт/м². Они состоят из генератора электрических импульсов и преобразователя, который трансформирует импульсы в ультразвуковые колебания. При обслуживании этих установок работающие могут подвергаться воздействию ультразвука, во-первых, при его распространении в воздухе (чаще всего вместе с шумом) и, во-вторых, при непосредственном соприкосновением с жидкими и твердыми телами, по которым распространяется ультразвук (контактное воздействие).